正交频分复用(OFDM)技术由于具有频谱利用率高、抗多径能力强等突出优点,因此在高速无线通信领域得到了广泛的应用。但是,OFDM信号具有较高的峰平比(PAPR),受功率放大器(简称功放)非线性效应的影响,产生信号带内失真和带外频谱扩展,从而导致系统性能下降。因此,功放线性化技术,对于无线通信技术的发展具有重要的意义。其中,数字预失真技术以其准确性、复杂度、自适应性等方面良好的综合性能,已经成为最具发展潜力的功放线性化技术。本文深入研究了适用于无线通信OFDM系统的数字预失真技术,研究内容主要涉及:功率放大器预失真模型构造、预失真模型参数辨识、OFDM系统预失真方案设计等方面。 本文主要研究工作与创新点总结如下: 1.针对现有无记忆多项式预失真器在输出回退(OBO)减小时的性能受限问题,基于分段非线性补偿的思想,提出了一种动态系数多项式预失真方法。动态系数多项式具有多组系数,随着输入信号幅度的变化,多项式选取不同的系数组合,从而降低非线性补偿的误差;文中讨论了动态系数多项式模型的构造方法,并且给出了基于直接学习结构的简化递归系数估计算法。
上传时间: 2013-04-24
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该文首先根据与起动机相配套的发动机的技术性能要求分别对以铁氧体永磁材料和NdFeB永磁材料为磁极的汽车起动机进行了电磁结构设计及性能计算,并用FORTRAN语言编制了永磁起动机的电磁设计核算程序.在以上工作的基础上试制了样机并进行了实验,实验值与设计值基本吻合.然后针对目前国内永磁材料价格昂贵的现实情况,为了减少成本、降低材料消耗和减小体积和重量,使之更具市场竞争力,在原有电磁设计的基础上,利用遗传算法,对电机永磁体磁极进行了优化设计.最后,根据汽车起动机的运行过程为动态运行,无稳态可言的情况,在建立了包括电磁模型和机械模型在内的永磁起动机的数学模型的基础上,用MATLAB语言编制了仿真程序,对汽车永磁起动机的动态运行过程进行了计算机仿真,仿真值与设计值、实验值基本吻合,从而验证了理论分析的正确性.
上传时间: 2013-05-26
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本文对直驱式变速恒频风力发电领域的关键技术从理论到仿真进行了较为全面深入的研究,在详细分析直驱式风力发电系统的特点和已有最大功率跟踪算法的基础上,确立了由梯形波永磁同步发电机、三相不可控整流桥、直流升压电路、全桥逆变器构成的并网主电路拓扑结构,提出了通过控制直流升压电路的占空比,以使风机获得最大功率的跟踪算法,同时增加速度估算控制方法,以提高系统的响应速度。 由直流升压电路中储能大电感的存在,迫使发电机的各相电流为梯形波,为了发电机输出功率平稳,减小系统的转矩脉动,则发电机的电动势最好是梯形波。梯形波永磁同步发电机发出的三相电压为梯形波,通过整流桥整流之后,获得脉动较小的整流直流电压,特别适合于大电感滤波,同时电磁转矩脉动小,系统振动噪声低。该电机可以和风力机直接耦合,适用于大型低速风力发电系统。三相不可控整流具有可靠性高,简化硬件电路;直流变换电路可将整流后的直流电压提升到逆变器所需的幅值基本恒定的直流电压,经逆变器逆变后并网。最大功率跟踪算法的提出能够使风电系统快速跟踪风速的变化,维持最佳叶尖速比,捕获最大风能。 本文还利用仿真软件MATLAB/Simulink平台搭建了仿真模块并进行了动态仿真,对所设计的最大功率跟踪算法进行仿真分析。结果表明,该算法具有较快的系统响应,速度估算器也能较快的跟踪变化的实际转速。
上传时间: 2013-04-24
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本文拟借助于神经网络良好的逼近能力,实现永磁同步电机的无位置传感器控制。 人工神经网络(Neural Network)可以逼近任意复杂非线性映射,具有很强的自学习自适应能力,十分适合于解决复杂的非线性控制问题。其中,BP神经网络是目前广泛应用的神经网络之一,得到了较为深入的研究,其结构简单,需要离线确定的参数少、泛化能力强、逼近精度高、实时性强,采用BP神经网络实现永磁同步电机的调速控制具有重要意义。 文中提出了基于BP神经网络的永磁同步电机自适应调速控制策略,建立了一种包含辨识网络和控制网络的双神经网络结构控制系统。辨识网络在线动态辨识系统输出并对控制网络参数进行调整,控制网络与PI控制方法相结合实现永磁同步电机自适应转速控制。仿真结果表明,该系统动态响应快、实时性较强、精度较高。 文中提出了一种基于混合训练算法的BP神经网络永磁同步电机无位置传感器控制方法。采用混沌优化和梯度下降法相结合的混合算法对BP神经网络进行离线训练后,将其用于永磁同步电机的转子位置角在线估计。结果表明,该训练算法可以有效地加快神经网络收敛速度,且估计的转子位置角误差较小、精度较高。 文中建立了以TMS320F2812芯片为核心的永磁同步电机调速控制系统,并进行了相应的软硬件设计,为实现永磁同步电机的各种控制策略奠定了实验基础。DSP控制系统为神经网络训练提供样本,为研究永磁同步电机的自适应调速控制和转子位置角估计创造了条件。
上传时间: 2013-05-23
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该文主要研究的是感应电动机无速度传感器矢量控制变频调速及参数辨识.首先,利用坐标变换的方法推导出感应电动机在两相殂止和两相同步旋转坐标系中的数学模型,并对电机动态特性进行了仿真.用矢量控制理论和电压解耦的方法建立了转差型电压乔量解耦控制系统.利用神经网络的方法和模型参考自适应(MRAS)的方法实现转速辨识,仿真结果验证了辨识方法是可行的.利用系统固有了硬件资源(如PWM逆变器、微机控制系统)发出一定规则的脉冲实现电动机参数的静态测试,仿真结果表明它能为矢量控制系统提供较高精度的电机参数,具有一定的实际意义.为了实现电机转速高速响应的目标,用大规模数字信号处理器DSP产现系统控制,文中给出了控制思想.
上传时间: 2013-04-24
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矢量变换控制的异步电动机变频调速系统是一种高性能的调速系统,已经在许多需要高精度、高性能的场合中得到应用。以矢量变换为基础的许多控制方法,诸如无速度传感器控制、自适应控制等正在发展中。本文对异步电动机变频调速系统进行了研究,利用异步电动机在二相同步旋转MT坐标系下的数学模型,使用MATLAB中的仿真工具箱SIMULINK分别对开环控制系统和闭环矢量控制变频调速系统进行了仿真。在开环控制系统的仿真中,推导出一种异步电动机在MT坐标系下的仿真模型,该模型具有结构简单、静态、动态性能良好的特点,同时这个仿真模型也用于闭环系统。在闭环控制系统的仿真中,设计了一个速度、磁链闭环的电流滞环型PWM变频调速系统,并且使这个闭环系统在SIMULINK中加以实现。本文同时还应用非线性反馈解耦理论将矢量控制的闭环系统分解为线性化的转速子系统和转子磁链子系统,两个子系统中的速度调节器和磁链调节器可按线性理论设计。仿真结果证明这两个变频调速系统具有良好的动态、静态性能。其中的一些仿真模块也可用于其它控制策略的变频调速系统中。
标签: MatiabSimulink 异步电动机 变频调速系统
上传时间: 2013-04-24
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超声波电机(Ultrasonic Motor)是近二十年来发展起来的一种新原理电机,其原理不同于传统的电磁型电机,它是利用压电陶瓷的逆压电效应激发超声振动,借助弹性体谐振放大,通过摩擦耦合产生旋转运动或直线运动.其显著特点是低转速、大力矩、可用于直接驱动、结构简单、电磁兼容性好并具有断电自锁等功能,在某些特殊领域内已取得了一席之地.超声波电机形式多样,其中纵扭复合型超声波电机的输出力矩最高能达到行波型超声波电机的十几倍,且控制性能更好,因此纵扭复合型超声波电机的研究可以便超声波电机的应用得到进一步的拓展.前几年,输出力矩大于1Nm的超声波电机研究主要集中在日本几家研究机构,国内对于大力矩高精度电机的研究几乎是空白.近几年,国内纷纷对具有大力矩输出特性的纵扭复合型超声波电机展开了研究,浙江大学、南京航天航空大学、清华大学等.该文以具有大力矩输出的纵扭复合型超声波电机作为研究对象,对其摩擦驱动模型、振动模态、摩擦材料的选择、电机结构设计及优化和测控系统等进行了系统全面的研究,并在此基础上研制了两套样机,每套样机的最大力矩在10Nm以上,且定位精度达到0.025度,形成了大力矩高精度纵扭复合型超声波电机的理论和实验基础.
上传时间: 2013-05-21
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永磁同步电动机以其效率和功率因数高而在油田抽油机、风机水泵、矿山机械等场合有广阔的应用前景.为了取代油田抽油机上配置不合理的感应电动机,该文研究了提高永磁同步电动机转矩、效率和功率因数、扩大经济运行范围的措施,分析了永磁体分散性和使用环境对永磁同步电动机性能的影响,并且试制了一台样机,对其进行了试验研究.该文的主要研究工作如下:1、对永磁同步电动机的转矩进行了分析和研究;2、提出了提高效率和功率因数、扩大经济运行范围的技术关键;3、分析了使用环境和永磁体分散性对永磁同步电动机性能的影响;4、研制了一台22kW、6极永磁同步电动机样机,并进行了试验研究.
上传时间: 2013-07-23
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作者在论文中系统地研究了目前新颖的电机伺服控制系统——永磁同步电动机及其数字化伺服控制系统的关键技术。在理论分析的基础上,探讨了永磁电机的各种磁路结构对电机电抗及其它性能的影响,并分别讨论了各种结构在不同应用场合的优缺点,最后选择了表面凸出式磁路结构,建立了手算电磁设计程序,进行了多方案的优选;探讨了引起电动机转矩波动的原因和减小波动的措施,采用了一系列诸如分数槽、增大气隙、斜槽、合适的绕组节距等措施,成功地减小了力矩波动,改善了伺服电动机低速运转特性;在电磁设计手算的基础上,首次采用优秀的数学工具软件Mathcad2001进行了Windows平台下的PMSM机辅设计程序的开发,增加了可视性,并大大简化了程序的开发,提高了设计效率,快速方便准确地进行了电机的电磁计算;应用先进的AutoCAD 2000绘图软件设计和绘制了全套电机结构图纸;参加了样机的全部试验项目,试验结果达到了设计预定目标,全面满足了伺服系统用电机的高效率、高功率因数、小振动、低噪音、低发热、动态性能良好等苛刻要求。 在伺服控制系统部分里,作者探讨了永磁同步电动机磁场定向矢量控制理论,探讨了快速电流跟踪方法的实现;在永磁同步电动机数学模型的基础上,建立了基于DSP的永磁同步电动机磁场定向数字化伺服控制系统的方案,使用了最新推出的电机专用DSP芯片TMS320LF2407、功率驱动IR2130芯片、轴角/数字量转换RDC-19222芯片及串行通信转换MAX232芯片,在消化了这些芯片的大量手册和开发工具的资料后,对整个系统进行了软、硬件设计,包括编写和调试了部分DSP程序,设计和焊接了部分硬件电路板。这些预研工作为设计伺服控制系统数字化专用控制器打下了基础。
上传时间: 2013-05-17
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电能计量的精度无论对于供电方还是对于用电方,都非常重要。传统电能表的精度低,功能单一,不能满足精度要求和非正弦电路的无功功率测量。随着电力电子装置等非线性负载的功率容量和功率密度的不断增大,他们所产生的谐波已使电网遭受日益严重的污染。在这种情况下,有必要研发新技术新设备。同时,数字信号处理技术(DSP)正在迅速发展,21世纪将是数字信号处理理论与算法的大发展时期。 本项目采用ADI于2004年生产的BLACKFIN531 16位定点DSP芯片。针对目前市场上现行的电能表所存在的缺陷和局限性,研究并设计了一种基于DSP BF531芯片的高精度多功能电能表。采用了诸多最新的理论成果,电能计量精度达到0.2S级,谐波测量精度达到0.5%。在一定的定义下,无功测量方法不但适用于正弦电路,也适用于非正弦电路下的无功功率测量。全书共分七章: 第一章、简述了电能计量装置的发展和现状,论证了本课题开发和研究的必要性和可行性,介绍了高精度多功能电能表的系统方案; 第二章、 讨论了电测系统的测量原理,设计了电能表中的计量和分析算法; 第三章、 介绍了系统的硬件平台和开发环境; 第四章、 详细给出了系统的硬件设计; 第五章、 分析系统误差及其校正; 第六章、 介绍系统的软件设计; 第七章、 对整个系统进行实验测试,给出测试结果,最后讨论、总结。
上传时间: 2013-06-21
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